CN114990412A - 一种高铬铸铁耐磨材料及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高铬铸铁耐磨材料及生产工艺，涉及耐磨材料技术领域。本发明包括C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、B、Re、W、Ti、V、P、S、Nb和Fe；生产工艺包括如下步骤：步骤S1：将Fe、C、Cr、Mn、Cu、Mo、Si和Ni依次加入中频感应电炉中熔炼，得到铁液，作为A组份原液；步骤S2：将B、Re、W、Ti、V、P、S和Nb混合，得到B组份原料，将B组份原料加入A组份原液中，二次熔炼，得到混合铁液；步骤S3：将混合铁液倒入模具内浇筑，得到铸件；步骤S4：对铸件进行打磨清理；步骤S5：对铸件进行热处理；步骤S6：完成。本发明高铬铸铁耐磨材料通过对Fe、C、Cr、Mn、Cu、Mo、Si和Ni的含量进行改良，提升高铬铸铁的耐磨效果。
Description
技术领域
本发明涉及耐磨材料技术领域，特别是涉及一种高铬铸铁耐磨材料及生产工艺。
背景技术
高铬铸铁是高铬白口抗磨铸铁的简称，是一种性能优良而受到特别重视的抗磨材料，它以比合金钢高得多的耐磨性，比一般白口铸铁高得多的韧性、强度，同时它还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能，加之生产便捷、成本适中，而被誉为当代最优良的抗磨料磨损材料之一，并日益得到广泛应用；
目前的高铬铸铁材料使用可控性不一，对产品的耐磨效果造成影响，并且其缺乏相应的辅助性能，产品使用耐适应性不佳；因此，我们提出一种高铬铸铁耐磨材料及生产工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高铬铸铁耐磨材料及生产工艺，解决上述背景中提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种高铬铸铁耐磨材料，包括C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、B、Re、W、Ti、V、P、S、Nb和Fe；
按重量份计，包括C：3-5份、Si：2-4份、Mn：1-2份、Cr：25-30份、Ni：2-3份、Mo：0.5-1.5份、Cu：1-3份、B：0.5-1份、Re：0.1-0.5份、W：1-1.5份、Ti：0.5-1.5份、V：0.1-0.3份、P：0.1-0.2份、S：0.1-0.2份、Nb：0.1-0.2份和Fe：35-45份。
按重量份计，包括C：3.5-4.5份、Si：2.5-3.5份、Mn：1.3-1.7份、Cr：26-29份、Ni：2.4-2.6份、Mo：0.8-1.2份、Cu：1.5-2.5份、B：0.6-0.9份、Re：0.2-0.4份、W：1.2-1.3份、Ti：0.8-1.2份、V：0.15-0.25份、P：0.13-0.17份、S：0.12-0.18份、Nb：0.14-0.16份和Fe：38-42份。
一种高铬铸铁耐磨材料的生产工艺，包括如下步骤：
步骤S1：对原料进行称量，称量后将Fe、C、Cr、Mn、Cu、Mo、Si和Ni依次加入中频感应电炉中熔炼，熔炼后得到铁液，铁液温度保持1450-1550℃，作为A组份原液；
步骤S2：将B、Re、W、Ti、V、P、S和Nb混合，得到B组份原料，将B组份原料加入A组份原液中，二次熔炼，出炉温度1480-1600℃，得到混合铁液；
步骤S3：将混合铁液倒入模具内进行浇筑，浇筑时采用先快后慢的浇筑方式，保温冷却后得到铸件；
步骤S4：对铸件进行打磨清理，并切除冒口；
步骤S5：对打磨后的铸件进行热处理，流程如下；
将铸件放入热处理炉中，升温至700-800℃，并保温2-3h，进行退火处理；
进行再次升温淬火，淬火温度为1050℃，淬火保温2h后空冷；
回火处理2h，之后出炉空冷即可。
步骤S6：完成高铬铸铁耐磨材料的生产。
所述步骤S1中中频感应电炉的送电功率为55KW。
所述步骤S2中熔炼温度保持1450-1500℃。
所述步骤S3中浇筑温度保持1380-1400℃。
所述步骤S5中回火处理温度分别选取350℃、480℃、540℃、580℃和620℃。
方案中，B是微量合金元素，B与塑料或铝合金结合，是有效的中子屏蔽材料，B及其化合物也是冶金工业的助溶剂和冶炼硼铁硼钢的原料，加入硼化钛、硼化锂、硼化镍，可以冶炼耐热的特种合金；Re是一种银白色金属，其熔点在所有元素中是继钨和碳之后第三高的，Re金属块在标准温度和压力下能抵抗碱、硫酸、盐酸、稀硝酸以及王水；W单质为银白色有光泽的金属，硬度高，熔点高，常温下不受空气侵蚀，化学性质比较稳定，主要用来制造灯丝和高速切削合金钢、超硬模具；Ti具有优异的耐腐蚀性能，同时耐低温性能好，抗阻尼性能强；V的熔点很高，为难熔金属，有延展性，质坚硬，无磁性，具有耐盐酸和硫酸的本领，并且在耐气、耐盐、耐水腐蚀的性能要比大多数不锈钢好；Nb在室温下空气中稳定，在氧气中红热时也不被完全氧化，高温下与硫、氮、碳直接化合，能与钛、锆、铪、钨形成合金。
本发明具有以下有益效果：
一、本发明高铬铸铁耐磨材料，通过对Fe、C、Cr、Mn、Cu、Mo、Si和Ni的含量进行改良，进一步提升高铬铸铁的耐磨效果。
二、本发明高铬铸铁耐磨材料，通过添加B、Re、W、Ti、V、P、S和Nb等，加强材料的反应效率及辅助性能，加强高铬铸铁使用效果。
三、本发明高铬铸铁耐磨材料的制备工艺，制备高效便捷，操作可控性强，效率高，推广价值高。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明高铬铸铁耐磨材料的生产工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明为一种高铬铸铁耐磨材料，包括C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、B、Re、W、Ti、V、P、S、Nb和Fe。
按重量份计，包括C：3-5份、Si：2-4份、Mn：1-2份、Cr：25-30份、Ni：2-3份、Mo：0.5-1.5份、Cu：1-3份、B：0.5-1份、Re：0.1-0.5份、W：1-1.5份、Ti：0.5-1.5份、V：0.1-0.3份、P：0.1-0.2份、S：0.1-0.2份、Nb：0.1-0.2份和Fe：35-45份。
如图1所示：一种高铬铸铁耐磨材料的生产工艺，包括如下步骤：
步骤S1：对原料进行称量，称量后将Fe、C、Cr、Mn、Cu、Mo、Si和Ni依次加入中频感应电炉中熔炼，中频感应电炉的送电功率为55KW，熔炼后得到铁液，铁液温度保持1450-1550℃，作为A组份原液；
步骤S2：将B、Re、W、Ti、V、P、S和Nb混合，得到B组份原料，将B组份原料加入A组份原液中，二次熔炼，熔炼温度保持1450-1500℃，出炉温度1480-1600℃，得到混合铁液；
步骤S3：将混合铁液倒入模具内进行浇筑，浇筑温度保持1380-1400℃，浇筑时采用先快后慢的浇筑方式，保温冷却后得到铸件；
步骤S4：对铸件进行打磨清理，并切除冒口；
步骤S5：对打磨后的铸件进行热处理，流程如下；
将铸件放入热处理炉中，升温至700-800℃，并保温2-3h，进行退火处理；
进行再次升温淬火，淬火温度为1050℃，淬火保温2h后空冷；
回火处理2h，回火处理温度分别选取350℃、480℃、540℃、580℃和620℃，之后出炉空冷即可。
步骤S6：完成高铬铸铁耐磨材料的生产。
实施例2
一种高铬铸铁耐磨材料，按重量份计，包括C：3.5份、Si：2.5份、Mn：1.3份、Cr：26份、Ni：2.4份、Mo：0.8份、Cu：1.5份、B：0.6份、Re：0.2份、W：1.2份、Ti：0.8份、V：0.15份、P：0.13份、S：0.12份、Nb：0.14份和Fe：38份。
制备方法同实施例1。
实施例3
一种高铬铸铁耐磨材料，按重量份计，包括C：4份、Si：3份、Mn：1.5份、Cr：27份、Ni：2.5份、Mo：1份、Cu：2份、B：0.7份、Re：0.3份、W：1.25份、Ti：1份、V：0.2份、P：0.15份、S：0.15份、Nb：0.15份和Fe：40份。
制备方法同实施例1。
实施例4
一种高铬铸铁耐磨材料，按重量份计，包括C：4.5份、Si：3.5份、Mn：1.7份、Cr：29份、Ni：2.6份、Mo：1.2份、Cu：2.5份、B：0.9份、Re：0.4份、W：1.3份、Ti：1.2份、V：0.25份、P：0.17份、S：0.18份、Nb：0.16份和Fe：42份。
制备方法同实施例1。
实施例5
一种高铬铸铁耐磨材料，按重量份计，包括C：4份、Si：3份、Mn：1.5份、Cr：28份、Ni：2.6份、Mo：1.9份、Cu：2份、B：0.8份、Re：0.3份、W：1.25份、Ti：1.1份、V：0.18份、P：0.15份、S：0.16份、Nb：0.15份和Fe：40份。
制备方法同实施例1。
本发明高铬铸铁耐磨材料，通过对Fe、C、Cr、Mn、Cu、Mo、Si和Ni的含量进行改良，提升高铬铸铁耐磨效果，同时添加B、Re、W、Ti、V、P、S和Nb等，加强材料的辅助性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种高铬铸铁耐磨材料，其特征在于，包括C、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、B、Re、W、Ti、V、P、S、Nb和Fe。
2.根据权利要求1所述的一种高铬铸铁耐磨材料，其特征在于，按重量份计，包括C：3-5份、Si：2-4份、Mn：1-2份、Cr：25-30份、Ni：2-3份、Mo：0.5-1.5份、Cu：1-3份、B：0.5-1份、Re：0.1-0.5份、W：1-1.5份、Ti：0.5-1.5份、V：0.1-0.3份、P：0.1-0.2份、S：0.1-0.2份、Nb：0.1-0.2份和Fe：35-45份。
3.根据权利要求2所述的一种高铬铸铁耐磨材料，其特征在于，按重量份计，包括C：3.5-4.5份、Si：2.5-3.5份、Mn：1.3-1.7份、Cr：26-29份、Ni：2.4-2.6份、Mo：0.8-1.2份、Cu：1.5-2.5份、B：0.6-0.9份、Re：0.2-0.4份、W：1.2-1.3份、Ti：0.8-1.2份、V：0.15-0.25份、P：0.13-0.17份、S：0.12-0.18份、Nb：0.14-0.16份和Fe：38-42份。
4.一种高铬铸铁耐磨材料的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：对原料进行称量，称量后将Fe、C、Cr、Mn、Cu、Mo、Si和Ni依次加入中频感应电炉中熔炼，熔炼后得到铁液，铁液温度保持1450-1550℃，作为A组份原液；
步骤S2：将B、Re、W、Ti、V、P、S和Nb混合，得到B组份原料，将B组份原料加入A组份原液中，二次熔炼，出炉温度1480-1600℃，得到混合铁液；
步骤S3：将混合铁液倒入模具内进行浇筑，浇筑时采用先快后慢的浇筑方式，保温冷却后得到铸件；
步骤S4：对铸件进行打磨清理，并切除冒口；
步骤S5：对打磨后的铸件进行热处理，流程如下；
将铸件放入热处理炉中，升温至700-800℃，并保温2-3h，进行退火处理；
进行再次升温淬火，淬火温度为1050℃，淬火保温2h后空冷；
回火处理2h，之后出炉空冷即可。
步骤S6：完成高铬铸铁耐磨材料的生产。
5.根据权利要求4所述的一种高铬铸铁耐磨材料的生产工艺，其特征在于，所述步骤S1中中频感应电炉的送电功率为55KW。
6.根据权利要求4所述的一种高铬铸铁耐磨材料的生产工艺，其特征在于，所述步骤S2中熔炼温度保持1450-1500℃。
7.根据权利要求4所述的一种高铬铸铁耐磨材料的生产工艺，其特征在于，所述步骤S3中浇筑温度保持1380-1400℃。
8.根据权利要求4所述的一种高铬铸铁耐磨材料的生产工艺，其特征在于，所述步骤S5中回火处理温度分别选取350℃、480℃、540℃、580℃和620℃。
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